[发明专利]一种空间系绳释放展开装置

说明书

本发明提出了一种空间系绳释放展开系统，三种释放展开模式主要利用活齿传动ORT减速器实现对释放展开到一定绳长时，切换到不同的机械装置上来实现三种模式转换；恒速控制装置主要永磁体涡流缓速基本原理，通过调整固定的磁力片和转动线杯之间的气隙实现系绳的恒速输出；减速制动利用盘式摩擦制动方式实现。与现有技术相比，由于采用ORT减速器方式进行模式转换，避免了模式转换造成系绳释放展开过程冲击影响，减少装置的结构体积；另外采用非接触磁力方式进行恒速控制，使得恒速控制过程运行平稳柔顺，能够对系绳在受到外部冲击是引起的拉力变化起到鲁棒作用。

技术领域

本发明涉及系绳释放展开过程控制领域，特别适用于系绳类结构释放展开过程有分阶段控制要求的领域。

背景技术

随着空间碎片清除技术的发展，开始采用空间系绳进行碎片清除。空间系绳的释放展开，涉及到自由释放展开、恒速控制和减速制动三种释放展开模式。因此，需要设计一种系绳释放展开装置，具备三种释放展开模式阶段性控制的功能。

目前，空间系绳释放展开装置的设计主要采用主动的恒速控制和被动的摩擦制动相结合的方式，主要应用于在空间系绳的稳定释放展开，而空间系绳采用三种释放展开模式阶段性控制的被动释放展开装置设计方面尚未有相关的专利成果。

本专利设计是一种结合了ORT减速原理、磁涡流缓速原理和摩擦制动原理的优点的空间系绳释放展开装置。首先，基于ORT减速原理将系绳释放展开长度转化为阶段性控制的驱动装置；其次，采用磁涡流缓速原理实现第二阶段恒速释放展开要求，最后，采用盘式摩擦制动实现第三阶段减速制动要求。

发明内容

本发明目的在于设计一种空间系绳释放展开装置。能够实现自由释放展开、恒速控制和减速制动三种释放展开模式的阶段性控制，本发明系绳释放展开过程平稳，能够进行多阶段控制过程的平滑过渡；并且恒速控制具有一定的鲁棒性；同时，同轴设计的方式，使得装置结构体积小，同时大大提高了系统的可靠性和可实现范围。

本发明提供一种空间系绳释放展开装置，其特征在于装置包括ORT减速装置、阶段性控制模块和减速制动装置；所述ORT减速装置包括2件ORT减速器组件、磁力片、线杯、系统转动主轴、系绳、防缠绕结构、减速制动片、联轴器、花键和滑动模块；系绳释放展开时带动所述线杯转动，通过所述系统转动主轴将转动传递到设置在左右两边的ORT减速器组件实现减速比的传递，所述ORT减速器通过所述系统转动主轴上的联轴器传递到所述花键输出1/4圈；所述阶段性控制模块包括激波盘，活齿，齿圈，活齿架，滑移模块，输出轴，弹簧解锁控制模块和壳体；所述弹簧解锁控制模块由解锁盘和锁紧弹簧组成；所述系统转动主轴将转动输入所述激波盘，齿圈固定于所述壳体，通过所述活齿架实现减速比输出到所述输出轴；所述输出轴与所述解锁盘固定，所述解锁盘在转动过程中实现对所述锁紧弹簧的解锁进而带动滑移模块的滑动位移实现；所述花键通过弹簧解锁推动滑移模块；所述减速制动结构包括固定环，摩擦片，制动壳；所述摩擦片固定于所述固定环上，所述摩擦片和所述制动壳被作用一定正压力时开始工作；所述固定环与所述滑移模块固联，随着滑移模块一起运动，运动方向有轴线方向。

优选的，该展开装置设置有防缠绕结构，所述防缠绕结构组成包括系绳和出线摆臂；防缠绕时，所述系绳从所述线杯中释放展开；所述出线摆臂端部和所述线杯之间存在楔形角度接触时具有摩擦作用；释放展开过程中所述系绳通过所述出线摆臂，当所述系绳存在拉力时推动所述出线摆臂端部远离线杯，否则，所述出线摆臂通过所述弹簧接触所述线杯，实现所述系绳非释放展开状态时对所述线杯的制动。

优选的，所述磁力片模块结构包括系统组成包括固定环，磁力块，磁力块支撑结构；所述磁力块均布在所述磁力块支撑结构上，所述磁力块间隔布置，确保有效的磁力强度；所述固定环与所述滑移模块固联，随着滑移模块一起运动。

优选的，所述阶段性控制模块释放展开的所述系绳长度L_max和ORT减速器的减速比i_ORT计算公式：